Плотность газа в нормальных условиях

r_ст = М /22.41, кг/м³; (1.1)

относительная плотность -`r - плотность, отнесённая к плотности воздуха r_в при тех же значениях давления и температуры;

концентрации компонент - массовые g_i = G_i /G; молярные y_i = m_i /m; объёмные x_i = v_i /v;

средние характеристики –

давление р = p_i /x_i; объём v = v_i /x_i;

молекулярная масса М = å (x_i М_i)/ 100=100 /å (g_i /M_i); (1.2)

плотность r = 100 / å (g_i /r_i) = 100M/å (x_i M_i)/r _i = å (x_ir_i).

При этом плотности воздуха r⁰ = 1,293кг/м³, r²⁰ = 1,205кг/м³ (верхний индекс – температура в градусах Цельсия); концентрации связаны между собой соотношениями g_i = x_i M_i /M; y_i = x_i.

1.2.2. Критические и приведённые термодинамические параметры

Критическим состоянием называется такое состояние вещества, при котором плотность вещества и его насыщенного пара равны друг другу. Параметры, соответствующие этому состоянию, называются критическими параметрами.

Критической Т_кр называется такая температура, выше которой газ под действием давления любого значения не может быть превращён в жидкость.

Критическое давление р_кр, - зто давление, необходимое для сжижения газа при критической температуре.

Критическим объёмом v_кр называют объём, равный объёму одного моля газа при критических значениях давления и температуры.

Для природных газов значения Т_кр и р_кр при известных параметрах компонент x_i, p_крi, Т_крi определяются как среднекритические (псевдокритические):

p_кр=å(P_крi x_i), Т_кр = å(T_крi x_i) при х_С5+ <10%. (1.3)

Если известна относительная плотность газа ` r, то средние значения критических давления и температуры природного газа можно определить графически с введением соответствующих поправок при содержании в природном газе N₂, СО₂ или Н₂S..

Если содержание N₂, СО₂ или Н₂S превышает 15% об., то вместо графиков для определения Т_кр и р_кр следует пользоваться формулой (1.3).

Для приближенных расчетов при изменении относительной плотности ` r от 0,5 до 0,9 значения р_кр и Т_кр можно определить по формулам:

давление в кгс/см² -

температура в К -

Часто в расчетах пользуются так называемыми приведенными давлениями и температурами.

Приведенным давлением р_пр называется отношение давления газа р к его критическому давлению р_кр : p_пр=p/ p_кр.

Приведенной температурой газа Т_пр называется отношение абсолютной температуры газа Т к его критическому значению Т_кр: Т_пр=Т/Т_кр.

1.3. Уравнения состояния природных газов [1,2,5]

Уравнением состояния называется аналитическая зависимость между термодинамическими параметрами, описывающими поведение вещества. В качестве таких параметров используются давление р, температура Т и плотность r.

Уравнение состояние совершенного газа

р=r R T. (1.4)

Определение совершенного газа. Совершенный газ - это газ, в котором можно пренебречь объёмом молекул и взаимодействием их между собой.

Подходы в описании уравнений состояния реальных газов:

· а) В уравнение совершенного газа вводится один коэффициент z, который учитывает отклонение данных газов от совершенного и называется коэффициентом сверхсжимаемости, а само модифицированное уравнение называют обобщённым газовым законом;

· в) Получают эмпирические уравнения состояния с числом параметров большим двух.

1.3.1. Обобщённое уравнение состояния

р=z rR T. (1.5)

Термодинамические параметры, определяющие коэффициент сверхсжимаемости. Коэффициент сверхсжимаемости z является функцией приведенных значений давления р_пр, температуры Т_пр и для тяжелых углеводородов С₅₊ - ацентрического фактора w.

Коэффициент сверхсжимаемости определяется графически или приближенно аналитически.

Ацентрический фактор - учитывает нецентричность сил притяжения и рассчитывается по формуле Эдмистера

w = 3/7[ lg(p_кр /p_ст)/(T_кр /T_кип-1)]-1, (1.6)

где отношение критической температуры к температуре кипения можно определить по формуле Гуревича (до С₇, включительно)

(1.7)

для смесей газов w=å (y_iw_i), 0< w_i < 0,4.

Дата добавления: 2015-08-09